Ứng xử động học phi tuyến kết cấu khung liên hợp chịu tải trọng động đất

Bài viết đề xuất một phương pháp mới sử dụng hàm ổn định và mô hình dẻo phân tán để nghiên cứu ứng xử động học phi đàn hồi phi tuyến tính của kết cấu khung CFST chịu tải trọng động đất bằng ngôn ngữ lập trình Fortran.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng xử động học phi tuyến kết cấu khung liên hợp chịu tải trọng động đất NGHIÊN CỨU KHOA HỌC nNgày nhận bài: 22/01/2024 nNgày sửa bài: 05/02/2024 nNgày chấp nhận đăng: 22/3/2024 Ứng xử động học phi tuyến kết cấu khung liên hợp chịu tải trọng động đất Nonlinear inelastic dynamic behaviors of composite framed structures subjected to seismic loads > PGS.TS HỒ NGỌC KHOA, THS LÊ THỊ PHƯƠNG LOAN, TS LƯU VĂN THỰC, TS VŨ CHÍ CÔNG* Bộ môn CN & QLXD, khoa XDDD&CN, Trường Đại học Xây dựng Hà Nội * Email: congvc@huce.edu.vn TÓM TẮT ABSTRACT Bài báo đề xuất một phương pháp mới sử dụng hàm ổn định và This paper proposes a new method using stability functions and a mô hình dẻo phân tán để nghiên cứu ứng xử động học phi đàn hồi distributed plasticity model to analyze the dynamic nonlinear inelastic phi tuyến tính của kết cấu khung CFST chịu tải trọng động đất behaviors of concrete-filled steel tubular (CFST) composite framed bằng ngôn ngữ lập trình Fortran. Ưu thế của phương pháp này là structures subjected to seismic loads via the Fortran programming khả năng nghiên cứu chính xác ứng xử phi tuyến chỉ với một phần language. The advantage of this method is the ability to accurately tử dầm cột trên cấu kiện thay vì sử dụng các phần tử khối và tấm study the nonlinear behavior using only one beam-column element per vỏ như truyền thống, từ đó giúp cải thiện hiệu suất trong quá member instead of using solid and shell elements as in traditional trình phân tích mô hình. Thuật giải phi tuyến dựa vào phương methods, thereby improving the model analysis time. A nonlinear pháp tích phân trực tiếp Newmark-β đã được phát triển để giải algorithm based on the Newmark-β direct integration scheme has các phương trình vi phân chủ đạo của chuyển động. Ma trận độ been developed to solve the governing differential equations of motion. cứng phần tử được tích phân thông qua khung tích phân số The element stiffness matrix is integrated through the Gauss-Lobatto Gauss-Lobatto trong khi ảnh hưởng phi tuyến hình học P-δ và P- numerical integration scheme, while the nonlinear geometric effects ∆ được xem xét thông qua việc áp dụng hàm ổn định và ma trận P-Δ and P-δ are considered using stability functions and hình học tương ứng. Độ tin cậy và tính chính xác của phương corresponding geometric matrices. The reliability and accuracy of the pháp đề xuất được kiểm chứng thông qua việc so sánh kết quả proposed method are verified by comparing the analysis results with phân tích với kết quả từ chương trình Abaqus. Kết quả đã chứng those obtained from Abaqus. The results demonstrate that, by using minh rằng việc sử dụng phần tử dầm cột trong phương pháp đề beam-column elements for simulation, the proposed method provides xuất mang lại kết quả chính xác, đồng thời giảm đáng kể tài accurate results, while significantly reducing computational time. For nguyên tính toán. Đối với kết cấu khung CFST, thời gian phân tích the CFST framed structure, the analysis time using the proposed bằng phương pháp đề xuất đã giảm gần 128 lần so với chương method has been reduced by almost 128 times compared to the Abaqus trình Abaqus. Do đó, phương pháp này hứa hẹn là một công cụ program. Therefore, the proposed method promises to be a useful tool hữu ích cho thực hành thiết kế và phân tích kết cấu CFST chịu tải for the practice of designing and analyzing CFST structures subjected trọng động đất. to seismic loads. Từ khóa: Phân tích phi tuyến; thép nhồi bê tông; phần tử dầm cột; Keywords: Nonlinear inelastic analysis; CFST; Beam-column element; mô hình dẻo phân tán; ứng xử động học; tải động đất. distributed plasticity model; dynamic behaviors; seismic loads. 1. GIỚI THIỆU 1. Giải pháp thiết kế này ảnh hưởng đáng kể đến cường độ nén của Trong thời gian gần đây, kết cấu liên hợp thép nhồi bê tông bê tông lõi bởi hiệu ứng giam giữ từ ống thép bên ngoài. Hơn nữa, (CFST) đã trở thành lựa chọn phổ biến cho xây dựng cầu, nhà cao bê tông kiềm chế ống thép bên ngoài, do đó, gia tăng khả năng tầng và các công trình khác, nhờ vào những ưu điểm vượt trội như chống mất ổn định cục bộ của thép. Bên cạnh đó, sử dụng thép ống độ cứng cao, cường độ lớn, và khả năng hấp thụ năng lượng lớn. làm ván khuôn cũng giảm thiểu chi phí và thời gian xây dựng [1]. Đặc trưn ...